Un columpio cósmico resonante causó la extraña conversión de gravedad en luz, al parecer las ondas gravitacionales no siempre fueron tan pacíficas como ahora.
Muy probablemente el Universo primitivo estuvo plagado de condiciones exóticas que permitieron a las ondas gravitacionales sacudir tan violentamente el espacio-tiempo, que terminaron por crear radiación espontánea. El hallazgo realizado por investigadores de la Facultad de Física, Astronomía e Informática Aplicada de la Universidad Jagellónica, Polonia, muestra cómo la gravedad es capaz de crear luz.
Un columpio cósmico resonante
Puede que el término de resonancia paramétrica le suene un tanto desconocido, pero es un proceso que está muy presente en el mundo físico que nos rodea. Por ejemplo, al subirnos a un columpio la resonancia paramétrica es la que hace que poco a poco con el vaivén de las piernas, encuentre un patrón de fuerza y ritmo tal, que logremos elevarnos más cada vez.
El cerebro es sumamente inteligente y aunque conceptualmente no sepamos qué es la resonancia paramétrica, el cerebro hace los cálculos pertinentes para que el bombeo de nuestras piernas, coincida con la frecuencia de resonancia del sistema del columpio, y de esta forma, transfiera la energía necesaria en el momento necesario para elevarnos lo más alto posible.
Crédito: Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery/Carl Knox
Justamente a este fenómeno particular se le llama resonancia paramétrica y está presente no sólo en el planeta, sino en el cosmos. Es tan frecuente que pudo haber estado presente en un Universo extremadamente primigenio, dicen investigadores de la Facultad de Física, Astronomía e Informática Aplicada de la Universidad Jagellónica, Polonia.
La gravedad en tiempos primitivos
Nuestro Universo tiene una configuración que conocemos actualmente pero en un principio, las cosas no parecían estar tan tranquilas como lo están ahora. Los cosmólogos creen que justo después del Big Bang ocurrió un evento conocido como Inflación Cósmica, el más dramático y violento que haya experimento el cosmos. El Universo pasó de estar condensado en un espacio pequeño a expandirse ferozmente a magnitudes infinitas en tan sólo un abrir y cerrar de ojos.
Desde luego que tal perturbación tan dramática tuvo un final muy complicado, ya que las ondas gravitacionales se agitaron de un lado a otro, como el agua de una alberca tras un terremoto.
Normalmente las ondas causadas por la gravedad están presentes en todo el espacio-tiempo, pero son extremadamente débiles. De hecho, su descubrimiento tardó casi un siglo luego de que Albert Einstein predijera con su Teoría de la Relatividad que el espacio-tiempo se agitaba débilmente a consecuencia de la gravedad. Los detectores más potentes como el LIGO, diseñado específicamente para encontrar ondas gravitacionales, deben ser capaces de medir distancias menores que el ancho de un núcleo atómico para encontrar este tipo de ondas que llegan hasta la Tierra.
No obstante, los investigadores creen que en un Universo primigenio completamente perturbado por la inflación, las ondas gravitacionales se volvieron igual de violentas. Es posible que incluso hayan creado patrones de ondas de resonancia, tal como si se tratara de un columpio cósmico. Y dado que las ondas gravitacionales son literalmente ondas causadas por la gravedad, los lugares donde fueron más violentas representaron una cantidad excepcional de energía gravitacional.
Ondas gravitacionales. Crédito: R. Hurt/Caltech-JPL/NASALos investigadores encontraron que la plétora de energía pudo haber traído consecuencias importantes para el campo magnético existente en aquel momento. Las regiones de intensa gravedad pudieron haber excitado el campo electromagnético lo suficientemente como para liberar parte de su energía en forma de radiación, creando luz de esta forma.
Este es un hallazgo sin precedentes que sugiere que la producción de luz solo a partir de la gravedad es posible. En el Universo actual no hay ninguna situación que pueda permitir que se replique tal cosa, pero los investigadores han demostrado que el cosmos en sus primeros instantes de nacimiento, era un lugar mucho más extraño de lo que pensábamos.
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Referencias:
Brandenberger, R. Graviton to photon conversion via parametric resonance. Physics of the Dark Universe, 2023, DOI.
Alejandra Martínez
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Fuente:
